(57)【要約】【課題】作業環境上の制約がなく、短時間で、安価に欠陥のない目封止ハニカム構造体を製造することができ、産業廃棄物の量を低減することも可能な目封止ハニカム構造体の製造方法を提供する。【解決手段】多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセル９が区画形成されたハニカム構造体２と、各セル９の二つの開口端の内の何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備える目封止ハニカム構造体の製造方法であって、目封止用調合材料５０を、ハニカム構造体２の全てのセルの開口端部内に充填した後、目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された目封止用調合材料５０を除去し貫通することで前記目封止すべきではないセルの端部を開放させる目封止ハニカム構造体の製造方法。【選択図】図１
2007204331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端の内の何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備える目封止ハニカム構造体の製造方法であって、
目封止用調合材料を、前記ハニカム構造体の全てのセルの開口端部内に充填した後、目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された前記目封止用調合材料を除去し貫通することで前記目封止すべきではないセルの端部を開放させる目封止ハニカム構造体の製造方法。
【請求項２】
前記目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された前記目封止用調合材料を除去し貫通する作業を、前記ハニカム構造体の片端面側ずつ順に行う請求項１に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
【請求項３】
前記目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された前記目封止用調合材料を除去し貫通する作業を、前記ハニカム構造体の両端面側で同時に行う請求項１に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
【請求項４】
前記目封止用調合材料を、前記ハニカム構造体の全てのセルの開口端部内に充填した後、上面が平板状で、当該上面に、前記ハニカム構造体端面における目封止すべきではないセルの配置に対応するようにピンが立設された穴明け治具を使用し、前記ハニカム構造体の目封止すべきではないセルの端部が、前記穴明け治具の前記ピンの位置と合致するよう位置合わせして、前記ハニカム構造体の端面を前記穴明け治具の前記上面に押し付け、前記目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された前記目封止用調合材料を前記ピンにより除去し貫通する請求項１〜３の何れか一項に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
【請求項５】
前記ピンが、前記穴明け治具上において移動可能に設けられており、予め前記ハニカム構造体の端面を撮像して、それを画像処理することにより前記目封止すべきではないセルの位置座標を認識しておき、当該位置座標データに基づいて、前記ピンの位置を前記目封止すべきではないセルの位置と合致するよう移動させた後、前記ハニカム構造体の端面を前記穴明け治具の前記上面に押し付ける請求項４に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
【請求項６】
前記目封止用調合材料を、前記ハニカム構造体の全てのセルの開口端部内に充填した後、前記目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された前記目封止用調合材料を、レーザー照射により除去し貫通する請求項１〜３の何れか一項に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
【請求項７】
前記目封止用調合材料を、前記ハニカム構造体の全てのセルの開口端部内に充填した後、前記目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された前記目封止用調合材料を、加圧流体で押し出すことにより除去し貫通する請求項１に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
【請求項８】
多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端の内の何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備える目封止ハニカム構造体の製造方法であって、
目封止用調合材料を、前記ハニカム構造体の一方の端面において、全てのセルの開口端部内に充填した後、前記目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された前記目封止用調合材料を、加圧流体で押し出すことにより除去し貫通することで前記目封止すべきではないセルの端部を開放させ、その後、前記ハニカム構造体の他方の端面において、真空吸引により目封止すべきセルの開口端部内に目封止用調合材料を充填させる目封止ハニカム構造体の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の製造方法により製造された目封止ハニカム構造体。
【請求項１０】
多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端の内の何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備える目封止ハニカム構造体であって、
前記各セルの目封止されていない方の開口端の内周面に、前記目封止部と同材質の材料が付着している目封止ハニカム構造体。
【請求項１１】
更に、前記ハニカム構造体の端面に、前記目封止部と同材質の材料が付着している請求項１０に記載の目封止ハニカム構造体。
【請求項１２】
前記ハニカム構造体の最外周に位置するセルの内、目封止されているべきセルが、前記目封止部により確実に目封止されている請求項１０又は１１に記載の目封止ハニカム構造体。
【請求項１３】
請求項４に記載の製造方法により製造され、前記位置合わせの基準となった突起又は溝が外周部に形成されている請求項１０〜１２の何れか一項に記載の目封止ハニカム構造体。
【請求項１４】
前記ハニカム構造体の一方の端面においてのみ前記セルが前記目封止部により目封止されている請求項９〜１３の何れか一項に記載の目封止ハニカム構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルパティキュレートフィルター等の微粒子状物質を濾過するフィルターや、セルを区画形成している多孔質の隔壁の細孔表面に触媒成分を担持させ、当該隔壁の細孔内を排ガスが通過するようにすることでＨＣ、ＮＯX、ＣＯなどの排ガス中の有害成分を浄化する触媒の担体等に使用される目封止ハニカム構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガスには、環境汚染の原因となるような炭素を主成分とするパティキュレート（粒子状物質）が多量に含まれているため、それらの排気系には、パティキュレートを捕集（濾過）するためのフィルターが搭載されることが一般的ある。
【０００３】
一般に、このような目的で使用されるフィルターには、図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、多孔質の隔壁７によって、二つの端面の間を連通する複数のセル９が区画形成されたハニカム構造体２と、前記各セル９の二つの開口端の内の何れか一方を目封止するように、ハニカム構造体２の一端面側と他端面側とで相補的な市松模様状に配設された目封止部１１とを備える目封止ハニカム構造体１が用いられる。
【０００４】
排ガスは、このような目封止ハニカム構造体１からなるフィルターの一方の端面３から内部に流入し、ガス中に含まれるパティキュレート等が除去された後、他方の端面５から流出する。具体的には、まず排ガスは、このフィルターの一方の端面３において端部が封止されておらず他方の端面５において端部が封止されたセル９ｂに流入し、多孔質の隔壁７を通って、一方の端面３において端部が封止され他方の端面５において端部が封止されていないセル９ａに移動し、このセル９ａから排出される。そして、この際に隔壁７が濾過層となり、ガス中のパティキュレートが隔壁７に捕捉され隔壁７上に堆積する。
【０００５】
上記のような目封止ハニカム構造体の製造方法として、ハニカム成形体の一方の端面に、粘着シート等を貼着し、画像処理を利用したレーザ加工等によりその粘着シート等の目封止すべきセル（目封止セル）に対応する部分のみに孔開けをしてマスクとし、そのマスクが貼着されたハニカム成形体の端面を目封止用スラリー中に浸漬し、ハニカム成形体の目封止セルにスラリーを充填して目封止部を形成し、これと同様の工程をハニカム成形体の他方の端面についても行った後、乾燥し、焼成することにより目封止ハニカム構造体を得る方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、他の製造方法として、セラミック材料からなる未乾燥のシート状生成形体に、市松模様状（千鳥格子状）に貫通孔を形成し、このシート状生成形体をハニカム状乾燥体の端面に圧着して一体焼成することにより目封止ハニカム構造体を得る方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３００９２２号公報
【特許文献２】特開２００２−１５９８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、最近においては、このような目封止ハニカム構造体を前記のような微粒子状物質を濾過するためのフィルターの他、セルを区画形成している多孔質の隔壁の細孔表面に触媒成分を担持させ、ハニカム構造体内に流入した排ガスが当該隔壁の細孔内を通過するようにすることでＨＣ、ＮＯX、ＣＯなどの排ガス中の有害な成分を浄化する触媒（以下、このような触媒を「ウォールフロー型触媒」と称する。）として利用しようとする試みもなされている。
【０００９】
このような目封止ハニカム構造体の用途の拡大に伴い、今後、目封止ハニカム構造体の需要が一層高まることが予想されるが、前記特許文献１に記載の製造方法を利用して目封止ハニカム構造体を量産しようとする場合には、（ｉ）各ハニカム構造体の両端面について、全て粘着シートの貼着、画像処理、孔開け、粘着シートの剥離という工程を行う必要があり、マスクの作製等に時間を要することに加え、使用後に剥離された粘着シートが大量の産業廃棄物となる、（ii）粘着シートは、比較的高価であり生産コスト上昇の原因になるとともに、ゴミや塵を嫌うことからクリーンな環境で貼着作業を行う必要があり、作業環境上の制約があるといった問題を解決する必要があった。すなわち、前記従来の製造方法は、比較的少量の目封止ハニカム構造体の製造には有効な方法であるものの、量産適応性という観点からみると十分に満足できる方法とは言えなかった。
【００１０】
また、前記特許文献２に記載の製造方法では、ハニカム状乾燥体と未乾燥のシート状生成形体との乾燥収縮差により、シートの亀裂や剥離が発生しやすく、また、ハニカム構造体の最外周に位置するセルの内、目封止されているべきセルが、目封止され難いという問題があった。
【００１１】
本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、量産に適した目封止ハニカム構造体の製造方法、より具体的には、作業環境上の制約がなく、短時間で、安価に欠陥のない目封止ハニカム構造体を製造することができ、産業廃棄物の量を低減することも可能な目封止ハニカム構造体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明によれば、以下の目封止ハニカム構造体の製造方法及び目封止ハニカム構造体が提供される。
【００１３】
［１］  多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端の内の何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備える目封止ハニカム構造体の製造方法であって、目封止用調合材料を、前記ハニカム構造体の全てのセルの開口端部内に充填した後、目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された前記目封止用調合材料を除去し貫通することで前記目封止すべきではないセルの端部を開放させる目封止ハニカム構造体の製造方法。
【００１４】
［２］  前記目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された前記目封止用調合材料を除去し貫通する作業を、前記ハニカム構造体の片端面側ずつ順に行う前記［１］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
【００１５】
［３］  前記目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された前記目封止用調合材料を除去し貫通する作業を、前記ハニカム構造体の両端面側で同時に行う前記［１］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
【００１６】
［４］  前記目封止用調合材料を、前記ハニカム構造体の全てのセルの開口端部内に充填した後、上面が平板状で、当該上面に、前記ハニカム構造体端面における目封止すべきではないセルの配置に対応するようにピンが立設された穴明け治具を使用し、前記ハニカム構造体の目封止すべきではないセルの端部が、前記穴明け治具の前記ピンの位置と合致するよう位置合わせして、前記ハニカム構造体の端面を前記穴明け治具の前記上面に押し付け、前記目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された前記目封止用調合材料を前記ピンにより除去し貫通する前記［１］〜［３］の何れかに記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
【００１７】
［５］  前記ピンが、前記穴明け治具上において移動可能に設けられており、予め前記ハニカム構造体の端面を撮像して、それを画像処理することにより前記目封止すべきではないセルの位置座標を認識しておき、当該位置座標データに基づいて、前記ピンの位置を前記目封止すべきではないセルの位置と合致するよう移動させた後、前記ハニカム構造体の端面を前記穴明け治具の前記上面に押し付ける前記［４］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
【００１８】
［６］  前記目封止用調合材料を、前記ハニカム構造体の全てのセルの開口端部内に充填した後、前記目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された前記目封止用調合材料を、レーザー照射により除去し貫通する前記［１］〜［３］の何れかに記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
【００１９】
［７］  前記目封止用調合材料を、前記ハニカム構造体の全てのセルの開口端部内に充填した後、前記目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された前記目封止用調合材料を、加圧流体で押し出すことにより除去し貫通する前記［１］に記載の目封止ハニカム構造体の製造方法。
【００２０】
［８］  多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端の内の何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備える目封止ハニカム構造体の製造方法であって、目封止用調合材料を、前記ハニカム構造体の一方の端面において、全てのセルの開口端部内に充填した後、前記目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された前記目封止用調合材料を、加圧流体で押し出すことにより除去し貫通することで前記目封止すべきではないセルの端部を開放させ、その後、前記ハニカム構造体の他方の端面において、真空吸引により目封止すべきセルの開口端部内に目封止用調合材料を充填させる目封止ハニカム構造体の製造方法。
【００２１】
［９］  前記［１］〜［８］の何れかに記載の製造方法により製造された目封止ハニカム構造体。
【００２２】
［１０］  多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端の内の何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備える目封止ハニカム構造体であって、前記各セルの目封止されていない方の開口端の内周面に、前記目封止部と同材質の材料が付着している目封止ハニカム構造体。
【００２３】
［１１］  更に、前記ハニカム構造体の端面に、前記目封止部と同材質の材料が付着している前記［１０］に記載の目封止ハニカム構造体。
【００２４】
［１２］  前記ハニカム構造体の最外周に位置するセルの内、目封止されているべきセルが、前記目封止部により確実に目封止されている前記［１０］又は［１１］に記載の目封止ハニカム構造体。
【００２５】
［１３］  前記［４］に記載の製造方法により製造され、前記位置合わせの基準となった突起又は溝が外周部に形成されている前記［１０］〜［１２］の何れかに記載の目封止ハニカム構造体。
【００２６】
［１４］  前記ハニカム構造体の一方の端面においてのみ前記セルが前記目封止部により目封止されている前記［９］〜［１３］の何れかに記載の目封止ハニカム構造体。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法は、作業環境上の制約がなく、短時間で、安価に欠陥の無い目封止ハニカム構造体を製造することができ、産業廃棄物の量を低減することが可能であり、量産に適した方法である。また、本発明の目封止ハニカム構造体は、前記本発明の製造方法により、特別な制約のない作業環境下で、短時間で、安価に製造できるとともに、製造に伴って生じる産業廃棄物の量も少なく、量産に適したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
前記のとおり、本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法は、多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端の内の何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備える目封止ハニカム構造体の製造方法であって、目封止用調合材料を、前記ハニカム構造体の全てのセルの開口端部内に充填した後、目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された前記目封止用調合材料を除去し貫通することで前記目封止すべきではないセルの端部を開放させることを、その主要な特徴とするものである。
【００２９】
なお、本発明において、「目封止用調合材料」とは、セラミックス粉末に水等の分散媒や結合剤（バインダー）等の添加剤を加えて流動性を持たせたものを言い、セルの開口端部内への充填のし易さや、充填後の材料の隔壁との馴染みやすさといった観点から、特にスラリー状のものが好ましいが、セルの開口端部内への充填が可能であれば、粘土質状のものや、液体成分を殆ど含まないような粉末状のものであってもよい。
【００３０】
以下、本発明の代表的な実施形態を図面を参照しながら具体的に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
【００３１】
図１〜５は、本発明に係る製造方法の実施形態の一例を示す概略図である。本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法においては、まず、目封止用調合材料を、ハニカム構造体の全てのセルの開口端部内に充填する。具体的な充填方法としては、例えば、図１に示すように、容器２１内に収容されたスラリー状の目封止用調合材料５０の液面にハニカム構造体２の端面を押し付けるようにして、ハニカム構造体２の端部を目封止用調合材料５０中に浸漬することにより、目封止用調合材料５０をセル９の開口端部内に圧入して充填する方法が簡易で、確実に充填でき好ましい。
【００３２】
また、他の方法として、図２に示すように、目封止用調合材料５０を収容する容器２１の上部の開口部に、ハニカム構造体２の端部を嵌合して、嵌合部の隙間をシール材４０によりシールし、この状態で容器２１内の目封止用調合材料５０をセル９の開口端部内に、圧入又は吸引して充填することもできる。圧入する場合は、例えば、容器２１の底面２１ａをピストン機構等により上下動可能に構成しておき、充填時に、底面２１ａを上動させて容器２１内の体積を容器２１内に収容した目封止用調合材料５０の体積より小さくして行くことで、目封止用調合材料５０を容器２１内からセル９の開口端部内に押し込んで充填する。また、吸引する場合には、ハニカム構造体２の容器２１の開口部に嵌合させている端部と反対側の端部からポンプ等で吸引することにより、容器２１内の目封止用調合材料５０をセル９の開口端部内に吸い上げて充填する。
【００３３】
これらのような方法を用いて、図３に示すように、目封止用調合材料５０をハニカム構造体２の全てのセル９の開口端部内に充填した後、目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された前記目封止用調合材料を除去し貫通することで前記目封止すべきではないセルの端部を開放させる。図４は、目封止すべきではないセル１９の開口端部内に充填された目封止用調合材料５０を除去し貫通する手段として、穴明け治具３０を使用する例を示している。図４に示すように、ここで使用する穴明け治具３０は、上面３０ａが平板状で、当該上面３０ａに、ハニカム構造体２の端面における目封止すべきではないセル１９の配置に対応するように複数のピン３１が立設されたものである。
【００３４】
ハニカム構造体の目封止すべきではないセル１９の端部が、穴明け治具３０のピン３１の位置と合致するように、ハニカム構造体２と穴明け治具３０との位置合わせして、図４に示すように、ハニカム構造体２の端面を穴明け治具３０の上面３０ａに押し付け、目封止すべきではないセル１９の開口端部内に充填された目封止用調合材料５０をピン３１により貫通し除去する。こうすることにより、図５に示すように、目封止すべきではないセル１９の端部を開口させることができる。
【００３５】
なお、前記位置合わせをしやすいように、ハニカム構造体２の外周部と穴明け治具３０とに、位置合わせの基準となるような突起や溝を設けておくことが好ましい。これは、特に前記位置合わせ作業を自動化する場合に好適であり、例えば画像処理等を利用して前記突起や溝の位置座標を認識し、位置決め制御を行うことが可能となる。
【００３６】
ハニカム構造体のセルが変形している場合には、ハニカム構造体の各セルの位置が設計上の位置からずれることになるので、セルの変形度合いによっては前記のような貫通除去を正確に行うことが困難となる。このことは、ハニカム構造体のセル密度が比較的高い場合や、ハニカム構造体の外形寸法が比較的大きい場合に顕著となる。このような場合には、穴明け治具３０の上面３０ａ上において、ピン３１を移動可能に設け、予めハニカム構造体２の端面を撮像して、それを画像処理することにより、目封止すべきではないセル１９の位置座標を認識しておき、その位置座標データに基づいてピン３１の位置を目封止すべきではないセル１９の位置と合致するように移動させた後、ハニカム構造体２の端面を穴開け治具３０の上面３０ａに押しつけるようにすれば、目封止すべきではないセル１９の開口端部内に充填された目封止用調合材料５０をピン３１により適切に貫通除去できる。
【００３７】
なお、図４の例では、穴明け治具３０の上面３０ａ上に複数のピン３１が立設されているが、ピンが単独で設けられた穴明け治具を使用することもできる。ピンが単独で設けられた穴明け治具を使用する場合には、前記のような位置座標データに基づいて、穴明け治具をミシンの如く高速で移動させならが前記のような貫通除去を１セルずつ行う。また、複数のピンが設けられた穴明け治具を使用する場合には、ハニカム構造体の端面全体において、目封止すべきではない全てのセルに対し一斉に（同時に）貫通除去を行ってもよいし、ハニカム構造体の端面を複数のブロックに分けて、それらブロック毎に穴明け治具で貫通除去を行うようにしてもよい。更に、端面を複数のブロックに分割しておき、各ブロック毎にそれぞれ独立した穴明け治具（単独又は複数のピンが設けられた穴明け治具）で貫通除去を行うようにすることにより、端面全体の貫通除去作業を高速で行うことができる。穴明け治具上におけるピンの移動手段としては、従来知られている各種アクチュエータが利用でき、ピンの移動が微小量の場合には圧電素子も利用できる。
【００３８】
また、目封止すべきではないセル１９の開口端部内に充填された目封止用調合材料５０を、穴明け治具３０のピン３１により貫通する作業は、通常、ハニカム構造体の両端面側において行う必要があるが、この作業は、ハニカム構造体の片端面側ずつ順に行ってもよいし、最初に全セルの２つの開口端の両方の内部に目封止用調合材料を充填しておき、２つの穴明け治具でハニカム構造体を挟み込むようにして、ハニカム構造体の両端面側で同時に貫通作業を行うようにしてもよい。こうして、ハニカム構造体の両端面側において、目封止すべきではないセルの端部を開口させた後、必要に応じてハニカム構造体を乾燥及び／又は焼成し、目封止用ハニカム構造体を得る。
【００３９】
図６は、目封止すべきではないセル１９の開口端部内に充填された目封止用調合材料５０を除去し貫通する手段として、レーザーを使用する例を示している。この例では、図３のように、目封止用調合材料５０をハニカム構造体２の全てのセル９の開口端部内に充填した後、目封止すべきではないセル１９の開口端部内に充填された目封止用調合材料５０を、レーザー照射により除去し貫通して、図５に示すように、目封止すべきではないセル１９の端部を開口させる。
【００４０】
なお、このようなレーザーを用いた方法においては、レーザー照射により、目封止用調合材料が溶融し、ガラス化して球状のガラス体となり、セル内部に残存することがあるので、必要に応じて、レーザー照射による貫通除去作業後に、圧縮エアあるいはサンドブラスト等で溶融固化したガラス体を除去するのが好ましい。レーザー照射に使用するレーザーの種類としては、特に限定されるものではないが、炭酸ガスレーザーが好適である。
【００４１】
図７は、目封止すべきではないセル１９の開口端部内に充填された目封止用調合材料５０を除去し貫通する手段として、加圧流体を使用する例を示している。この例では、図３のように目封止用調合材料５０をハニカム構造体２の全てのセル９の開口端部内に充填した後、ハニカム構造体２の目封止用調合材料５０を充填した側と反対側の端面に加圧流体導入用治具３２を固定し、この加圧流体導入用治具３２を介して目封止すべきではないセル１９内に加圧流体を導入し、当該セル１９の開口端部内に充填された目封止用調合材料５０を、加圧流体で押し出すことにより除去し貫通して、図５に示すように、目封止すべきではないセル１９の端部を開口させる。
【００４２】
加圧流体導入用治具３２は、目封止すべきではないセル１９の配置に対応するよう配置された吹き出しノズル３３を有する容器状の治具であり、その内部に加圧流体を送り込むと、加圧流体は、ノズル３３を通じて目封止すべきではないセル１９内部に選択的に導入される。加圧流体としては、圧縮エア等が好適に使用できる。
【００４３】
なお、このような加圧流体を使用した方法を用い、ハニカム構造体の両側端面においてそれぞれ所定のセルの開口端部が目封止された目封止ハニカム構造体を製造する場合には、まず、ハニカム構造体の一方の端面において、前記のような加圧流体による貫通除去作業を行った後、ハニカム構造体の他方の端面において、真空吸引により目封止すべきセルの開口端部内に目封止用調合材料を充填させる。具体的には、図８に示すように、ハニカム構造体の他方の端面（加圧流体による貫通除去作業が施された開口端部と反対側の開口端部が開口している側の端面）を、容器２１に収容された目封止用調合材料５０に浸漬し、反対側の端面から真空吸引することで、当該他方の端面の側において目封止すべきセル１９の開口端部内に目封止用調合材料５０を充填させる。
【００４４】
ここで、開口端部内に目封止用調合材料を充填させる「目封止すべきセル」は、前記の加圧流体による貫通除去作業が施された「目封止すべきではないセル」と同一のセル１９である。すなわち、各セルは、基本的に２つの端部の内の何れか一方が目封止されるため、ハニカム構造体の一方の端面の側において開口端部を目封止すべきセルは、他方の端面の側においては開口端部を目封止すべきではないセルということになる。
【００４５】
前記真空吸引を行うに当たっては、図８のような真空吸引用治具３４を使用することが好ましい。この真空吸引用治具３４は、先に貫通除去作業が施された目封止すべきではないセル（＝今回の吸引による目封止用調合材料の充填により目封止すべきセル）１９の配置に対応するよう配置された吸引ノズル３５を有する容器状の治具であり、その内部に対し真空吸引を行うと、吸引ノズル３５を通じた吸引によりセル１９内部の圧力が低下し、セル１９の開口端部内に目封止用調合材料５０が吸い上げられ充填される。このようにして、図９に示すように、ハニカム構造体２の両側端面においてセルの目封止がなされた目封止ハニカム構造体が得られる。なお、目封止用調合材料に浸漬することによってハニカム構造体の端面に付着した余分な目封止用調合材料は、乾燥後、必要に応じてブラスト加工やバフ研磨等を施し除去するようにしてもよい。
【００４６】
前記のように、レーザーや加圧流体を使用して、目封止すべきではないセルの開口端部内に充填された目封止用調合材料を貫通し除去する場合においては、目封止用調合材料の充填深さ（充填された目封止用調合材料のセル軸方向における長さ）が深すぎると、貫通除去が困難となるので、目封止用調合材料の充填深さは３ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以下が更に好ましい。なお、従来の目封止ハニカム構造体における目封止用調合材料の充填深さは、３〜１５ｍｍ程度である。
【００４７】
本発明の製造方法により製造された目封止用ハニカム構造体においては、図５に示すように、前記貫通除去作業により開口された目封止すべきではないセル１９の端部内に、最初に充填した目封止用調合材料の一部が、セル内周面に付着した状態で残存するが、この残存した目封止用調合材料５１が目封止すべきではないセル１９の開口部を極端に狭めるようなものではなく、当該セル１９の内周面に薄い層状に付着している程度であれば、微粒子状物質を濾過するフィルターやウォールフロー型触媒の担体等に使用しても、顕著な性能劣化は生じない。なお、穴明け治具を使用して前記貫通除去作業を行う場合には、穴明け治具のピンの断面寸法とハニカム構造体のセルの断面寸法との差が小さいほど、残存する目封止用調合材料を少なくできる。
【００４８】
本発明の製造方法に用いるハニカム構造体（目封止前のハニカム構造体）は、多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたものである。ハニカム構造体を構成する材質については特に制限はないが、隔壁が多孔質であることが必要であるため、通常は、セラミック（例えば、コージェライト等）からなるものが好適に用いられる。形状についても特に限定されず、例えば、円筒状、四角柱状、三角柱状等の各種形状を採用することができる。ハニカム構造体のセル形状は、四角形が最も一般的であるが、他に三角形、六角形、八角形などの多角形や丸形、あるいはそれらの組合わせでもよい。
【００４９】
ハニカム構造体の隔壁の厚さは、１００〜２０００μｍが好適であり、２００〜１０００μｍであることがより好ましく、３００〜７００μｍであることが更に好ましい。隔壁の厚さが１００μｍ未満であると、強度が不足して耐熱衝撃性が低下する場合があり、一方、隔壁の厚さが２０００μｍ超あると、圧力損失が増大する傾向にあるからである。
【００５０】
ハニカム構造体のセル密度は、２０〜６００セル／ｉｎ2（ｃｐｓｉ）が好適であり、５０〜４００ｃｐｓｉであることがより好ましく、１００〜３００ｃｐｓｉであることが更に好ましい。セル密度が２０ｃｐｓｉ未満であると、ウォールフロー型触媒の担体等に用いた場合に、排ガスとの接触効率が不足する傾向にあり、一方、セル密度が６００ｃｐｓｉ超であると、圧力損失が増大する傾向にあるからである。なお、「ｃｐｓｉ」は「ｃｅｌｌｓ  ｐｅｒ  ｓｑｕａｒｅ  ｉｎｃｈ」の略であり、１平方インチ当りのセル数を表す単位である。例えば１０ｃｐｓｉは、約１．５５セル／ｃｍ2である。
【００５１】
ハニカム構造体の気孔率は３０〜９０％が好適であり、４５〜８０％であることがより好ましく、５０〜７０％であることが特に好ましい。気孔率を３０〜９０％とすることにより、圧力損失を低減した上で、熱容量を低減し、構造体としての機械的強度を保持できるからである。
【００５２】
ハニカム構造体の平均気孔径（細孔径）は５〜５００μｍが好適である。平均気孔径が５μｍ未満であると、圧力損失が上昇する傾向にあり、一方、平均気孔径が５００μｍ超であると、フィルターに用いた場合に捕集効率が低下したり、また、ウォールフロー型触媒の担体等に用いた場合に、排ガスと触媒層との接触面積を十分に確保できなくなるおそれがある。また、気孔が大きくなることで、気孔内を通過する排ガスの成分と、気孔内面の触媒層と、の接触確率が小さくなるという影響もある。
【００５３】
このようなハニカム構造体の製造方法は特に限定されないが、例えば、適当な粘度に調整したセラミック坏土を、所望のセル形状、隔壁厚さ、セル密度（セルピッチ）を有する口金を用いて押出成形し、乾燥することによりハニカム構造体を得るといった方法等により製造することができる。
【００５４】
目封止用調合材料は、例えば、セラミックス粉末と分散媒（例えば水等）を混合することにより調製することができる。更に、必要により、結合剤、解膠剤、発泡樹脂等の添加剤を加えてもよい。セラミックス粉末の材質は特に限定されないが、ハニカム構造体と同材質とすることが好ましい。結合剤としては、ポリビニルアルコールやメチルセルロースなどが好適に使用できる。
【００５５】
本発明の製造方法は、前述の従来の製造方法のように、ハニカム構造体の端面への粘着シートの貼着、画像処理、孔開け、粘着シートの剥離といった多くの工程を要せず、より少ない工程で簡潔に欠陥の無い目封止ハニカム構造体を製造できる。また、高価で、かつ、クリーンな環境での貼着作業を必要とする粘着シートが不要であることにより、生産コストを抑えることができるとともに、作業環境上の制約がなく、産業廃棄物の低減も可能である。
【００５６】
本発明の目封止ハニカム構造体は、以上説明した本発明の製造方法により製造された目封止ハニカム構造体である。この目封止ハニカム構造体は、多孔質の隔壁によって、二つの端面の間を連通する複数のセルが区画形成されたハニカム構造体と、前記各セルの二つの開口端の内の何れか一方を目封止するように配設された目封止部とを備える目封止ハニカム構造体であって、前記各セルの目封止されていない方の開口端の内周面に、目封止部と同材質の材料が付着していることを、その主要な特徴とする。
【００５７】
この目封止ハニカム構造体において、各セルの目封止されていない方の開口端の内周面に付着している目封止部と同材質の材料は、それ自体が特に何らかの機能を有するものではないが、このようなハニカム構造体であれば、前記本発明の製造方法により製造することができるため、特別な制約のない作業環境下で、短時間で、安価に製造できるとともに、製造に伴って生じる産業廃棄物の量も少なく、量産に適しているという利点がある。なお、このような目封止ハニカム構造体を、前記本発明の製造方法により製造した場合には、ハニカム構造体の端面にも、目封止部と同材質の材料が付着していることがあるが、この付着材料がハニカム構造体よりも緻密質であったり、高強度であったりする場合には、ハニカム構造体の端面を強化することになり、ウォールフロー型触媒の担体等に使用した際に、排ガス中の高速微粒子によるハニカム構造体端面でのエロージョンを抑制する効果が期待できる。
【００５８】
本発明の目封止ハニカム構造体においては、当該ハニカム構造体の最外周に位置するセルの内、目封止されているべきセルが、目封止部により確実に目封止されていることが好ましい。このような目封止ハニカム構造体は、前述の本発明の製造方法を用いて製造することができる。
【００５９】
例えば、特開平５−２６９３８８号公報に記載されているように、ハニカム構造体を押出し成形し、その外周部を加工除去した後、新たに外壁を付与するために外周部にコーティングを施すような場合には、押出し成形されたハニカム構造体の最外周部は加工除去されるので、最外周部のセルに目封止する必要はなく、加工除去される領域、例えば外壁から内側へ２セル分あるいは３セル分は全周にわたって目封止がされていなくてもよい。しかし、外壁も一体で押出し成形されたハニカム構造体の外周部を加工除去することなく、そのままの外壁で製品に供する場合には、最外周部のセルも目封止することが好ましい。従来のフィルター構造では、ハニカム構造体の側面を把持材で包んで筒状の容器内に保持すると同時に、ハニカム構造体の両端面の外周部もリング状部材で押さえて、実使用下においてハニカム構造体がセル通路方向に振動しないようにしていた。このような場合には、ハニカム構造体の最外周部のセルが目封止されていなくてもリング状部材で塞がれているので、フィルターの捕集性能上、実質的には問題なかったが、最近は、ハニカム構造体の端面外周部をリング状部材で押さえない構造にして、排ガス流入面積を増大し、圧力損失の低減を図るようになってきており、これに伴って最外周部のセルも目封止することが必要となってきた。
【００６０】
ハニカム構造体の端面において目封止部が市松模様状に配設された目封止ハニカム構造体を、前述の特許文献２（特開２００２−１５９８１１号公報）に記載された方法、すなわち、市松模様状に貫通孔を形成した未乾燥のシート状生成形体をハニカム状乾燥体の端面に圧着して一体焼成するという方法で製造した場合には、図１１に示すように、ハニカム構造体の最外周に位置するセルの内、目封止されているべきセル（図中の点線で囲まれたセル）が、目封止されていなかったり、目封止が不完全であったりするものが得られやすい。このような目封止ハニカム構造体を、例えば微粒子状物質を濾過除去するフィルターにそのまま使用した場合には、一部の微粒子状物質が濾過されることなくそのまま排出される等の不具合が生じるため、前記のようにハニカム構造体の端面にリング状部材を装着するなどして、最外周に位置するセルの開口部を当該部材で覆うというような処置が必要であった。この場合、最外周に位置するセルはフィルター等としての役割を果たさないことになり、その分、有効面積が減少する。
【００６１】
一方、本発明の製造方法では、予めハニカム構造体の最外周部に位置するセルも含めて全セルの開口端部内に目封止用調合材料を充填し、その後、目封止すべきではないセルの端部を選択的に開口させるという手順を採るので、ハニカム構造体最外周部において、目封止されているべきセルが目封止されていなかったり、目封止が不完全であったりすることがない。
【００６２】
また、前述の特許文献１（特開２００１−３００９２２号公報）に記載された方法のように、孔開けされた粘着シートをマスクに用いる方法では、ハニカム構造体の最外周の不完全セル（ハニカム構造体の最外周部以外に位置する他のセルの形状に対し、形状の一部を欠いたセル）に対応する部分において、粘着シートに孔開け加工することが困難であるため、当該不完全セルに目封止用調合材料を確実に充填することが難しいが、本発明の製造方法では、ハニカム構造体の最外周に位置する不完全セルにも目封止用調合材料を確実に充填することが可能である。また、前述の特許文献２の方法では、シート状生成形体がハニカム状乾燥体と接合する面は、セルを区画形成している隔壁の端部であり、接合面が小さいので、シート状生成形体で形成された目封止部をハニカム状乾燥体の端面に保持するに当たり、保持が不安定になる懸念があるが、本発明では目封止材がセル内に充填されるので、目封止部の保持の安定性の点で有利である。
【００６３】
本発明の製造方法により製造された目封止ハニカム構造体においては、図１０に示すように、ハニカム構造体の最外周に位置するセルの内、目封止されているべきセル（例えば、ハニカム構造体端面において市松模様状を呈するように目封止部が配設された目封止ハニカム構造体を得ようとする場合は、図中の点線で囲まれたセル）が、目封止部１１により確実に目封止されているため、微粒子状物質を濾過するフィルターやウォールフロー型触媒の担体として用いる場合においても、前述のように最外周に位置するセルの開口部をリング状部材で覆うというような処置は不要であり、また当該処置による有効面積の減少も無いので、高い性能を発揮する。
【００６４】
なお、本発明の目封止ハニカム構造体が、穴明け治具を用いた製造方法により製造されたものである場合には、図１２に示すように、製造時において、ハニカム構造体と穴明け治具との位置合わせの基準となった突起６０あるいは溝といった構造物が、目封止ハニカム構造体１の外周部に形成されていてもよい。また、本発明の目封止ハニカム構造体は、その一方の端面においてのみセルが目封止部により目封止されているものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、ＤＰＦ等の微粒子状物質を濾過するフィルターや、ウォールフロー型触媒の担体等に使用するハニカム構造体及びその製造方法として好適に使用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る製造方法の実施形態の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る製造方法の実施形態の一例を示す概略図である。
【図３】本発明に係る製造方法の実施形態の一例を示す概略図である。
【図４】本発明に係る製造方法の実施形態の一例を示す概略図である。
【図５】本発明に係る製造方法の実施形態の一例を示す概略図である。
【図６】本発明に係る製造方法の実施形態の一例を示す概略図である。
【図７】本発明に係る製造方法の実施形態の一例を示す概略図である。
【図８】本発明に係る製造方法の実施形態の一例を示す概略図である。
【図９】本発明に係る製造方法の実施形態の一例を示す概略図である。
【図１０】本発明に係る目封止ハニカム構造体の一部を示す概略図である。
【図１１】従来の目封止ハニカム構造体の一部を示す概略図である。
【図１２】本発明に係る目封止ハニカム構造体の実施形態の一例を示す概略図である。
【図１３】目封止ハニカム構造体の基本的な構造を示す概略図で、（ａ）が一端面側から見た平面図、（ｂ）が断面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１：目封止ハニカム構造体、２：ハニカム構造体、３：端面、５：端面、７：隔壁、９：セル、１１：目封止部、１９：セル、２１：容器、２３：蓋体、３０：穴明け治具、３１：ピン、３２：加圧流体導入用治具、３３：吹き出しノズル、３４：真空吸引用治具、３５：吸引ノズル、４０：シール材、５０：目封止用調合材料、５１：残存した目封止用調合材料、６０：突起。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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